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隨著當(dāng)今無(wú)線技術(shù)的進(jìn)步,人們將更多的精力放在了組件性能上。本文將討論陶瓷和瓷片電容器,并了解它們?cè)谏漕l產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的行為。它們是絕對(duì)需要體積效率,可靠性和RF性能的無(wú)線應(yīng)用的絕佳選擇。
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
ATC陶瓷貼片電容器最常用的設(shè)計(jì)類別是多層(MLC)和單層(SLC)。MLC使用多個(gè)或堆疊的電極部分,而SLC包含兩個(gè)由電介質(zhì)隔開的電極。兩者均按照以下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造:
選擇合適的電容器
選擇用于RF無(wú)線應(yīng)用的陶瓷貼片電容器時(shí),建立整體電路性能標(biāo)準(zhǔn)非常重要。然后應(yīng)將組件與特定的應(yīng)用程序要求相匹配。該電路元件的典型性能要求購(gòu)物清單可能包括以下內(nèi)容:
表現(xiàn)
理想的電容器將其所有能量存儲(chǔ)在電介質(zhì)中,即1 /2CV2。但是,可實(shí)現(xiàn)的電容器將始終表現(xiàn)出一定的串聯(lián)電阻,必須加以考慮。稱為等效串聯(lián)電阻(ESR)的串聯(lián)電阻始終是RF電路設(shè)計(jì)中要考慮的最重要因素之一。它主要?dú)w因于介電損耗以及電極和端接材料的金屬損耗的影響。而且,必須在每個(gè)階段都對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?,以確保獲得最佳的ESR性能。在從Hz到KHz的低頻區(qū)域,ESR的主要貢獻(xiàn)是介電損耗。但是,在RF頻率下,ESR主要是由于金屬損耗(即電極和端子)引起的。
大多數(shù)制造商通常在特定頻率下以毫歐表示ESR。最經(jīng)常用作準(zhǔn)則的標(biāo)準(zhǔn)是EIA RS483和MIL-C-55681。在30 MHz和1 GHz之間的各種頻率下執(zhí)行測(cè)量。因此,有必要在您的特定設(shè)計(jì)頻率下考慮ESR值。例如,如果您正在設(shè)計(jì)用于900 MHz的無(wú)線應(yīng)用,并且ESR指定為150 MHz,則可以通過(guò)將150 MHz的指定ESR乘以√900/150來(lái)計(jì)算900 MHz的ESR。這種關(guān)系在RF上表現(xiàn)良好,并解釋了“皮膚效應(yīng)”。ESR是電容器的主要損耗元件,用于確定功率損耗,即:P =I2* ESR。
品質(zhì)因數(shù)(Q)是品質(zhì)因數(shù),是電容器在電介質(zhì)中存儲(chǔ)能量的能力的度量。由于Q = Xc / ESR,因此很明顯,低ESR會(huì)產(chǎn)生高Q。與ESR一樣,必須在設(shè)計(jì)頻率下指定或計(jì)算Q。
耗散因數(shù)(DF)也稱為損耗角正切,是Q的倒數(shù),即DF = 1 / Q。使用理想的電容器,電流可使電壓超前90度。然而,實(shí)際的電容器將具有稱為損耗角的小角度。損耗角的切線等于耗散因數(shù),它表示電容器中總無(wú)功功率的哪一部分將作為熱量而損耗,即耗散損耗。
例子:損失角= 3度; 因此DF =棕褐色3 = 0.05或5%。
在上面的示例中,耗散因子為0.05或5%。這意味著電容器中總功率的5%由于熱量而損失。請(qǐng)參考圖1。
為無(wú)線應(yīng)用選擇射頻芯片電容器
寄生行為無(wú)線設(shè)計(jì)應(yīng)用中的另一個(gè)主要問(wèn)題是電抗元件的寄生行為。電容器可以用等效電路元件建模,該等效電路元件考慮了寄生效應(yīng)。圖2顯示了集總元件模型,并且對(duì)于這些應(yīng)用中的片式電容器有效。使用該模型可以幫助設(shè)計(jì)人員確定諸如串聯(lián)諧振頻率(Fsr),等效串聯(lián)電感(ESL)和傳遞函數(shù)特性之類的特性。
為無(wú)線應(yīng)用選擇RF芯片電容器
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